¿Qué hay detrás de un mapa del Tiempo?(2): 700 hPa

Con mi primera participación en este espacio de divulgación científica, comencé una pequeña serie de artículos en los que intentar enseñaros de manera didáctica, como poder elaborar tu propia predicción del tiempo, usando como pilar central, los productos meteorológicos liberados con los que contamos en la actualidad en la red. En su momento comencé con la capa de la atmósfera que para mi es la más importante a la hora de elaborar una predicción: 500 hPa, condicionante para cualquier tipo de fenómeno atmosférico, ya que los grandes centros de acción meteorológicos (anticiclones y borrascas) se constituyen a partir de esta capa. Pues bien, continuando con la serie de publicaciones, la siguiente parada la vamos a hacer a un nivel de la atmósfera al que yo considero el tapado de la película, porque siempre está detrás de  todo lo  que le ocurre al protagonista, pero nunca aparece en pantalla. Traducido al lenguaje  meteorológico, los 700 hPa se trata de una capa de la atmósfera sumamente importante a la hora de hacer predicciones mesoescalares (predicciones muy localizadas temporal y geográficamente hablando) cuando los sistemas convectivos tormentosos pueden hacer acto de presencia, o cuando los accidentes orográficos son más patentes, de ahí la imagen que os he colocado al principio del artículo, que para los que esteis menos puestos en la montaña, se trata de los Montes Malditos en cuyo seno se encuentra el Aneto.No es mera casualidad que os pusiera precisamente este macizo, la razón principal es que su altura sobre el nivel del mar coincide plenamente con la altura en la que la presión ronda esos 650-700 hPa. Es por ello que esta capa es una de las capas más importantes para el sector del montañismo en Europa, pues es la que condiciona el tiempo meteorológico a la hora de alcanzar las cimas de Cordilleras como La Pirenaica, Cantábrica o Alpina.

También es una capa de la atmósfera trascendental e importantísima a la hora de poder predecir la aparición de sistemas tormentosos organizados como el de la imagen anterior, muy característico de la época en la que nos encontramos en zonas como Estados Unidos, Rusia y en general en zonas con un clima continental marcado.

Como podéis ver, los 700 hPa nos abren dos frentes distintos: Por un lado la predicción genérica, con especial atención en la alta montaña; y por el otro la predicción de sistemas convectivos tormentosos. Para ser sincero, me voy a centrar principalmente en enseñaros la utilidad de los mapas para la primera de sus utilidades, ya que la complejidad de la segunda de las corrientes abierta, es bastante notoria incluso para mi a pesar de los años que llevo utilizando este tipo de modelos y elaborando predicciones de este tipo. No obstante no os desaniméis, porque habrá para todos y haré una pequeña incursión en el mundo de los parámetros convectivos y los niveles y factores tormentosos.

Comencemos pues con el primero de los mapas que vamos a analizar, y que nuevamente nos vamos hasta una página web de nuestros colegas alemanes, para poder acceder a los datos proporcionados curiosamente por el modelo americano GFS:

Observando el mapa, obtenemos dos parámetros sumamente importantes, que en su momento ya analizamos para la capa  de 500 hPa; y que para este nuevo caso no deja de tener importancia. En primer lugar tenemos una escala de colores en la parte izquierda del mapa. Esta escala nos marca la temperatura en ºC que tenemos a 700 hPa. Para saber a que altura sobre el nivel del mar se encuentra la capa en el punto en el que queremos la información, tenemos que acudir a el segundo dato que nos proporciona el mapa y que no es otra cosa que la altitud geopotencial de la capa de 700 hPa, o lo que es lo mismo, la altitud sobre el nivel del mar en el que la presión es de 700 hPa. Para que os hagáis una idea, supongamos que queremos conocer las condiciones existentes en la cima del Aneto. Para ello acudimos al mapa y observamos como la temperatura se encuentra en el intervalo de entre los -2ºC y los -4ºC. Bien, pero la pregunta que surge es: ¿A qué altura tenemos esas condiciones de temperatura?. La respuesta es fácil, si acudimos a las lineas del geopotencial vemos como nos encontramos entre una que nos marca 308 y otra de 304, lo que indica que a una altitud de unos 3060 msnm la temperatura rondará los -3ºC. El Aneto ronda los 3400 msnm, luego suponiendo de manera aproximada que el descenso de temperatura con la altura es de ≈0,8ºC/100m tendríamos la temperatura en la cima.

Aparte de los datos propiamente dichos, conviene que sepáis algún aspecto más genérico en relación a este mapa. Obviamente si la temperatura es negativa, cualquier tipo de precipitación que tengáis será en forma de nieve, con lo que con este mapa podríais establecer de forma aproximada en donde se encuentra la cota de nieve (muy aproximada ya que intervienen muchos factores). Aparte de ello está la información sobre inestabilidad que proporciona este producto. Si la altitud geopotencial es inferior a los 3000 msnm, quiere decir que la capa se encuentra en una zona de inestabilidad acusada posiblemente asociada a una zona de bajas presiones, por lo que el mal tiempo está asegurado. El razonamiento es similar al hecho en el primer artículo de la serie, pero trasladado a una altitud más cercana al suelo.De hecho el propio mapa te señala donde están localizados los centros de altas presiones (H) y bajas presiones (T) a esa altitud.

Para la siguiente parada, nos vamos a una de las mejores páginas web sobre meteorología y sus productos derivados que tenemos en España. Si entráis, podréis observar la cantidad de información que podemos sacar de esta página. Pero en nuestro caso, de momento, solo nos vamos a centrar en uno de ellos: 

Un mapa con algo de información redundante, pero de suma utilidad. Nuevamente tenemos otra escala de colores, unida a una serie de lineas de color blanco. Éstas vuelven a informarnos de la altitud geopotencial de la capa, con lo que nos despreocupamos un poco de ellos. Lo que más nos importa es la escala de colores junto a las flechas que nos marcan direcciones, y cuya función es informarnos en conjunto de la velocidad y dirección del viento a la altura que nos señala el geopotencial. Ojo porque la escala viene en m/s, con lo que velocidades superiores a los 15 m/s ya empiezan a ser de consideración sobretodo si nos encontramos en la alta montaña. Si superamos los 40 m/s, cualquier tipo de actividad en esas condiciones y a esa altitud quedan totalmente restringidas.

Si sois observadores, os puede surgir una duda observando el mapa: ¿Cómo es que los puntos en los que el viento es más fuerte en esta capa, no es en las zonas de bajas presiones, sino en el límite entre las zonas de bajas presiones y las de altas presiones? La respuesta es muy fácil. Antes de nada recordad que estamos a una altura media de unos 3100 msnm en donde el rozamiento con la superficie terrestre es mucho menor, y donde las condiciones que tenemos en superficie juegan un papel mucho menor importante. Por lo tanto el principal generador de inestabilidad no es la orografía ni las bajas o altas presiones en superficie, sino la termodinámica y el contraste entre masas de aire de distintas características. Fijaros como en el mapa es en estos puntos de separación en donde los vientos son más fuertes, y es que son estos puntos los que separan la masa de aire subtropical cálida y muy húmeda con la masa de origen polar, más fría y con menor concentración de humedad. Aquellos puntos en los que la cercanía se produce en un espacio menor es donde más inestabilidad tenemos y por lo tanto mayor fuerza de los vientos.

Finalmente y ya para acabar con la parte relativa a las predicciones en general aplicadas al sector montañoso y en general a cualquier predicción, paso a detallaros el que para mí es uno de los parámetros más importantes en lo que la elaboración de predicciones meteorológicas se refiere de cualquier índole: La humedad relativa a 700 hPa.

Aquí tenemos un ejemplo, un mapa actual de la que tengo una imagen por satélite, luego explicaré el porqué. La razón de que sea sumamente importante este parámetro se debe a que interviene en un sinfín de fenómenos atmosféricos cuyo patrón común es la formación de nubosidad. Obviamente lo que voy a deciros ahora, es una aproximación a grosso modo, pero para que os quedéis con la idea, cuanto mayor sea la humedad relativa a 700 hPa, mayor es la probabilidad de que se forme nubosidad en la zona ya que es en esta capa en donde se produce la mayoría de mecanismos de disparo en la formación de nubes. Es por ello que este mapa se suele utilizar muy a menudo para identificar la posición de los frentes nubosos que normalmente nos afectan a nuestras latitudes y que son los que nos suelen generar la mayor parte de precipitaciones. Analicemos este mapa: Como podemos ver la península está prácticamente con humedades muy bajas en su totalidad, salvo en el Sistema Ibérico, al N de los Pirineos y al W de Galicia. Es más, en la zona gallega parece apreciarse una estructura en forma de U que quiere adentrarse sobre nosotros. ¿Será un frente? Lo vamos a ver ahora. Pero antes, fijaros también como la mayor parte de Centroeuropa tiene niveles de humedad altos o muy altos. ¿Habrá nubosidad en la zona?…

Vemos como efectivamente la coincidencia es plena, los puntos en los que no se observa coincidencia suelen deberse bien a altas presiones potentes, bien factores de inhibición a la hora de la formación de nubosidad en capas superiores o bien factores termodinámicos. Pero en general para la gente que no sabe mucho sobre el tema, esta aproximación que hacemos les puede servir de mucha ayuda. Fijaros como efectivamente lo que va a chocar con Galicia se trata de un frente con la misma estructura que nos marca el mapa de humedades, y como aquellas zonas de Centroeuropa con mayores niveles de humedad curiosamente coinciden con las zonas con mayor nubosidad. Este factor es válido para nubosidad de tipo medio y bajo, que al fin y al cabo son las que nos generan las precipitaciones, para las nubosidades de tipo alto tendríamos que analizar otros mapas.

Bueno, pues hasta aquí llegan los parámetros que más se utilizan y que más nos pueden ayudar a la hora de hacer nuestra propia predicción para cualquier lugar en el que nos encontremos. Los dos primeros mapas para saber donde tenemos la mayor inestabilidad en capas medias (zonas con fuertes vientos y geopotenciales menores a 3000), así como conocer temperaturas y vientos si nos encontramos en una cordillera ascendiendo a una determinada cima; y el último para conocer los lugares propensos a la formación de nubosidad y precipitaciones así como la identificación de los frentes causantes del mal tiempo a nuestras latitudes. A continuación, como os había prometido, os hago una breve reseña sobre la importancia de esta capa para la predicción de lo que para mí es uno de los fenómenos naturales más impresionantes: La formación de tormentas.

Obviamente el último de los factores que hemos analizado es clave, si no tenemos humedad a 700 hPa, la probabilidad de generación de tormentas en un determinado punto es mucho más pequeña ya que a esa altitud la masa de aire es incapaz de generar nubes. ¿Podría darse una tormenta en una zona con una baja humedad a 700 hPa? Sí, pero la energía necesaria para que se genere el mecanismo de convección será mucho mayor, ya que la masa de aire tendrá que ascender a altitudes más altas en la que las condiciones sean más adecuadas. Este paso es lo que en la jerga meteorológica se denomina sobrepasar el tapón seco. Si hay energía suficiente para sobrepasarlo, tendremos convección, sino no.

Pero existen muchos más parámetros. Por ejemplo la velocidad vertical a 700 hPa:

Que a grandes rasgos, lo que nos indica es que tipo de movimientos de las masas de aire tenemos a 700 hPa de naturaleza vertical, es decir, si tenemos predominio de ascensos o descensos. Para la formación de tormentas obviamente necesitamos movimientos ascendentes que transporten la energía y la humedad necesaria para la formación de la célula convectiva. En la escala del mapa, los movimientos ascendentes se corresponden con la escala negativa de colores más cálidos, mientras que los movimientos descendentes se corresponden con los valores positivos de colores fríos.

Otro parámetro importante que se suele consultar es la Theta-E o temperatura potencial equivalente:

Se trata de un parámetro puramente termodinámico cuya definición la podéis encontrar aquí. Pero traducido a lo que a nosotros nos interesa, cuanto mayor sea el valor, mayor será la energía que se transporte hasta las capas medias de la atmósfera y por lo tanto mayor será la probabilidad de que se generen focos tormentosos. Obviamente no es restrictivo el parámetro y requiere la combinación de más factores para que se puedan dar los condiciones idóneas, no obstante es uno de los parámetros que se suelen consultar cuando hay riesgo de tormentas.

Existen algunos parámetros más en donde la capa de 700 hPa adquiere cierta importancia en relación a los fenómenos tormentosos, pero estos ya serán carne de otro artículo en el que me centraré únicamente en la predicción y análisis de los parámetros tormentosos.

Antes de despedirme y siguiendo con la costumbre, os dejo unos mapas con una pregunta para que si disponéis de tiempo, podáis probar vuestros conocimientos recién adquiridos:

Una vez vistos, ¿sería un buen día para hacer cima en el Maja Jezercë? ¿Qué temperatura tendríamos en la cima suponiendo la aproximación que os he dado? No os digo donde está la cima, para que así conozcáis la cordillera poco conocida a la que pertenece nuestra amiga.

Miguel Iglesias González

Hablando de Ciencia